DE2602032C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine biaxial orien­ tierte Polyesterfolie, die eine höhere Steifigkeit in Längs- und Querrichtung aufweist als herkömmliche biaxial orientierte Polyesterfolien. Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine biaxial orientierte Poly­ esterfolie zur Verfügung zu stellen, die eine wesent­ lich verbesserte Haftung für Druckfarbe, Bindemittel usw. aufweist und wirtschaftlich rationell hergestellt werden kann.

Es ist bekannt, daß zur Herstellung von Polyesterfolien mit hoher Steifigkeit die Orientierung der Folie inten­ siviert wird durch erheblich verstärktes Längsstrecken, wie es in der japanischen Patentschrift Nr. 34-5887 be­ schrieben wird oder durch Mischen des Polyesters mit Zusätzen, die eine hohe Steifigkeit besitzen, wie es aus der japanischen Patentschrift Nr. 48-40847 bekannt ist.

Die obenerwähnten Verfahren zur Herstellung von Poly­ esterfolien mit hoher Steifigkeit haben jedoch erheb­ liche Nachteile. Wenn Polyestermoleküle wie in dem obengenannten Verfahren durch erhöhtes Strecken stark orientiert werden, bricht die Folie oftmals während des Verfahrens. Darüberhinaus sind Anlagen für hohe Streckgrade so teuer, daß die Produktionskosten für Polyesterfolien sehr hoch werden.

Wird ein Polyester wie in der zuletzt genannten Methode mit Zusätzen gemischt, erhöht sich die Steifigkeit der Folie nicht in dem erwarteten Maß, ihre Durchsichtig­ keit geht zurück, oder ihre Oberflächen werden über Gebühr aufgerauht.

Die DE-OS 23 38 615 beschreibt Formmassen mit ver­ besserter Schlagfestigkeit, die neben einer Polyesterkomponente (A) auch eine Polyetheresterkomponente (B) enthalten sollen. Solche Formmassen sind insbe­ sondere geeignet zur Herstellung von Formkörpern nach dem Spritzgußverfahren.

Die DE-OS 20 06 810 beschreibt u. a. Folien aus einem Poylether-Polyester-Blockmischpolymeren. Bei der Her­ stellung von biaxial streckorientierten Folien aus diesem Rohstoff läßt jedoch die Laufsicherheit noch zu wünschen übrig.

Angesichts dieser Mängel war es eine Aufgabe der vor­ liegenden Erfindung, eine biaxial orientierte Polyester­ folie mit höherer Steifigkeit, besserer Transparenz und Oberflächenglätte herzustellen als Polyesterfolie nach dem Stand der Technik. Eine weitere Aufgabe der vorlie­ genden Erfindung besteht in der Herstellung einer hoch­ wertigen, biaxial orientierten Polyesterfolie mit stark verbessertem Schlupf und Haftung für verschiedene Binde­ mittel, die wirtschaftlich rationell hergestellt werden kann.

Die biaxial orientierte Polyesterfolie der vorliegenden Er­ findung wird hergestellt aus einer Mischung aus 99 bis 85 Gewichtsprozent eines Polyesters (A) mit einer Schmelzwärme über 7 kal/g, vorzugsweise über 9 kal/g, und 1 bis 15 Ge­ wichtsprozent, vorzugsweise 2 bis 9 Gewichtsprozent, je­ weils bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung, eines Mischpolyesters (B) mit einer Schmelzwärme unter 6 kal/g, vorzugsweise unter 5 kal/g, ausgenommen Mischpolyester, die Polyethersegmente einkondensiert enthalten, sowie gegebenen­ falls üblichen Zusätzen.

Die Polyesterfolie der vorliegenden Erfindung eignet sich zur elektrischen Isolierung, für Verpackungen und als Ba­ sisfolie für Magnetbänder, z. B. in Audio- und Videogerä­ ten, Elektronenrechnern usw.

Die Schmelzwärme des Polyesters (A) muß über 7 kal/g, vor­ zugsweise über 9 kal/g, liegen, um eine hohe Steifigkeit der Polyesterfolie zu gewährleisten, und die Schmelzwärme des Mischpolyesters (B) muß weniger als 6 kal/g, vorzugs­ weise weniger als 5 kal/g, betragen. Besonders bevorzugt ist ein Mischpolyester (B) mit einem Schmelzpunkt unter 200°C, da in diesem Fall hohe Steifigkeit, gute Transpa­ renz und Verarbeitbarkeit einer biaxial orientierten Poly­ esterfolie aus einer Mischung aus Polyester (A) und Misch­ polyester (B) gewährleistet ist.

Die Menge an Mischpolyester (B) in der Mischung muß zwischen 1 und 15 Gewichtsprozent betragen, vorzugsweise zwischen 2 und 9 Gewichtsprozent. Beträgt die in der Mischung enthaltene Menge an Mischpolyester (B) weniger als 1 Ge­ wichtsprozent, so wird weder die Steifigkeit noch die Verarbeitbarkeit verbessert, und wenn die Menge größer ist als 15 Gewichtsprozent, wird die Steifigkeit herab­ gesetzt.

Die durchschnittliche Teilchengröße des in Polyester (A) dispergierten Mischpolyesters (B) liegt vorzugsweise unter 1 µm, insbesondere unter 0,3 µm, wodurch die Steifigkeit, Transparenz, Haftung usw. noch weiter verbessert werden.

Je nach Verwendungszweck der erfindungsgemäßen Polyester­ folie können verschiedene Zusätze wie Stabilisatoren, Absorp­ tionsmittel für ultraviolette Strahlen, Antioxydations­ mittel, Weichmacher, Mittel zur Viskositätsregulierung, Pigmente, Nukleierungsmittel, Schmiermittel, anti­ statische Mittel usw. hinzugefügt werden.

Die Dicke der erfindungsgemäßen Polyesterfolie ist nicht auf einen bestimmten Bereich begrenzt, doch ist eine Dicke zwischen 1 und 25 µm für das Erreichen der oben­ genannten Verbesserungen am günstigsten.

Die erfindungsgemäße Folie kann in einem einfachen und kontinuierlichen Verfahren hergestellt werden, doch ist die Herstellung nicht auf solch ein Verfahren beschränkt. Es gibt mehrere Verfahren zum feinen und gleichmäßigen Mischen der Polyester (A) und (B). So können z. B. Mischungen beider Polyester mit Hilfe eines Extruders als Schmelze extrudiert werden, oder der Mischpolyester (B) kann während der Polymerisation des Polyesters (A) hinzugefügt werden. Der Mischpolyester (B) sollte fein und gleichmäßig in dem Polyester (A) dispergiert werden.

Die auf diese Weise erhaltene Polyestermischung wird einem Extruder zugeführt, durch eine Düse zu einem Film extru­ diert und anschließend biaxial gestreckt und in bekannter Weise wärmefixiert. Während das übliche Verhältnis bei Längs- und Querstreckung jeweils zwischen 1 : 2,5 und 9 und 1 : 2,5 und 5 nach dem Stand der Technik liegt, kann es erfindungsgemäß bis zu etwa 20 angehoben werden, wenn Längs- und/oder Querstreckung in mehreren Stufen durchge­ führt werden. Die Strecktemperaturen liegen von 10°C unter dem Glaspunkt an aufwärts.

Die Polyesterfolie gemäß der Erfindung kann auch mit her­ kömmlichen Streckmethoden noch stärker gestreckt werden.

Nach der biaxialen Streckung und Wärmefixierung kann die Polyesterfolie in einer Atmosphäre aus Luft, Stick­ stoff, Argon, Kohlendioxyd oder anderen Gasen mit einer Korona behandelt oder geprägt oder mit anderen Materialien beschichtet werden.

Die Polyester gemäß der Erfindung umfassen Polymere mit Estergruppen von Dicarbonsäuren und Glykolen, wobei die Dicarbonsäuren, z. B. Terephthalsäure, Isophthalsäure, Phtalsäure, 2,6-Naphthalindicarbonsäure, Adipinsäure, Sebazinsäure, Decandicarbonsäure usw. sein können und Glykole z. B. Äthylenglykol, Butandiol, Hexandiol, Neo­ pentylglykol usw. sein können. Vorzugsweise können Misch­ polyester aus mehr als einer Dicarbonsäure und/oder mehr als einem Glykol benutzt werden, und Diäthylen­ glykol, Triäthylenglykol oder andere Monomere können als Comonomereinheiten verwendet werden.

Die Bezeichnung Polyester (A) bezieht sich auf Polyester mit einer Schmelzwärme über 7 kal/g, vorzugsweise über 9 kal/g, und schließt mit ein Polyäthylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Polyäthylen-2,6-Naphthalat, Poly­ äthylen-1,2-Diphenoxyäthan-p,p′-Dicarboxylat und deren Mischpolymere. Die Bezeichnung Mischpolyester (B) bezieht sich auf Polyester mit einer Schmelzwärme unter 6 kal/g, vorzugsweise unter 5 kal/g, und schließt mit ein einen Mischester aus Butylenterephthalat/Isophthalat. Das Verhältnis der Einheiten des Comonomeren wird aufgrund der Schmelzwärme festgelegt. Liegt der Schmelz­ punkt des Mischpolyesters (B) unter 200°C, und sind die durch Längs- und/oder Querstreckung hervorgerufenen Spannungen in dem Mischpolyester (B) größer als im Polyester (A), so zeigt die vorliegende Erfindung noch weit bessere Ergeb­ nisse.

Die Schmelzwärme ist definiert als die durch das Ver­ schmelzen der Testmenge hervorgerufene endotherme Energie pro Gewichtseinheit, gemessen durch differentielle Ab­ tastung mit Hilfe eines üblichen Kalorimeters in einer Stickstoffatmosphäre und bei einer um 10°C/min steigenden Temperatur. Das Gewicht der Testmenge beträgt 10 mg.

Schmelzwärmen von typischen Polyestern sind in der Tabelle 1 angegeben.

Polyester
Schmelzwärme kal/g
Polyester (A)
1) Polyäthylenterephthalat	9,8
2) Polyäthylen-1,2-Diphenoxyäthan-p-p′-Dicarboxylat	11,0
3) Polybutylenterephthalat	10,0
4) Polyäthylen-2,6-Naphthalat	10,8
Mischpolyester (B) @	5) Mischpolyester aus Terephthalsäure (70 Mol-%), Isophthalsäure (30 Mol-%) und 1,4-Butandiol	4,9
6) Mischpolyester aus Terephthalsäure (60 Mol-%), Isophthalsäure (40 Mol-%) und 1,4-Butandiol	3,2

Die vorliegende Erfindung wird nunmehr anhand der folgen­ den Beispiele näher erläutert, ist jedoch nicht darauf beschränkt.

Beispiel 1

Als Polyester (A) wurde Polyäthylenterephthalat ver­ wendet mit einem RSV-Wert (Intrinsic Viscosity) von 0,59 in Orthochlorphenol bei 25°C und einer Schmelz­ wärme von 9,8 kal/g. Als Polyester (B) wurde ein Misch­ polyester verwendet aus Terephthalsäure (65 Mol-%), Isophthalsäure (35 Mol-%) und 1,4-Butandiol und mit einem RSV-Wert (Intrinsic Viscosity) von 1,25 in Orthochlor­ phenol bei 25°C, einer Schmelzwärme von 4,0 kal/g und einem Schmelzpunkt von 165°C.

4 Gewichtsprozent Polyester (B) wurden am Schluß der Polymerisation des Polyesters (A) zu ihm hinzugefügt. Die auf diese Weise erhaltene Mischung wurde einem Extruder zugeführt, extrudiert und unter Anwendung eines elektrostatischen Verfahrens zur Bildung einer Folie auf eine auf 40°C gekühlte Gießtrommel geleitet. Die Foliendicke betrug 100 µm. Die Folie wurde bei 92°C auf das 3,8-fache ihrer ursprünglichen Länge längs- und bei 88°C auf das 4,2-fache ihrer ursprüng­ lichen Breite quergestreckt und 7 Sekunden lang bei 205°C wärmefixiert. Die auf diese Weise erhaltene biaxial orientierte Polyesterfolie besaß eine Stärke von 6 µm. Ihre charakteristischen Eigenschaften sind in der Tabelle 2 aufgeführt.

Tabelle 2

Wie aus Tabelle 2 zu erkennen ist, wurde allein durch ge­ wöhnliche biaxiale Streckung eine Polyesterfolie mit hoher Steifigkeit, guter Transparenz und Schlupf erhalten. Außerdem ließ sie sich leicht herstellen und war sehr stabil, ohne daß während der Verarbeitung Brüche auf­ traten.

Die Biegefestigkeit wurde ermittelt, indem man die Kraft maß, die benötigt wurde, um eine Schlinge (gebildet aus einem Teststück der Folie mit einer Breite von 5 mm) um 3 mm zu dehnen, und sie durch die Breite der Schlinge und die dritte Potenz ihrer Dicke dividiert.

Die Druckfarbenhaftung wurde ermittelt durch Messen der Prozente des nicht bedeckten Bereiches gemäß dem unten angegebenen Index, nachdem die Testfolie mit einer Druckfarbe beschichtet, eine Minute lang bei 60°C getrocknet und mit im Handel erhältlichem Klebe­ band zugeklebt und wieder abgezogen wurde.

Index
nicht bedeckter Bereich
5|0%
4	0- 5%
3	5- 20%
2	20- 50%
1	50-100%

Beispiel 2

Als Polyester (A) wurde Polyäthylenterephthalat verwendet mit einem RSV-Wert (Intrinsic Viscosity) von 0,78 in Orthochlorphenol bei 25°C und einer Schmelzwärme von 9,7 kal/g. Als Polyester (B) wurde ein Mischpolyester verwendet mit einem RSV-Wert (Intrinsic Viscosity) von 1,05 in Orthochlorphenol bei 25°C, einer Schmelzwärme von 4,9 kal/g und einem Schmelzpunkt von 173°C. Dieser Mischpolyester besteht aus Terephthalsäure (70 Mol-%), Isophthalsäure (30 Mol-%) und 1,4-Butandiol.

Die Polyester (A) und (B) wurden bei verschiedenen Mischverhältnissen gemischt und extrudiert gemäß dem Verfahren aus Beispiel 1. Die Folien wurden gemäß den Bedingungen der Tabelle 4 biaxial gestreckt und 12 Sekunden lang bei 200°C wärmefixiert. Die drei Folien besaßen eine Dicke von 2,5 µm. Wie man aus der Tabelle 4 erkennen kann, besitzen diese Filme in der Längs­ richtung eine höhere Festigkeit als in der Querrich­ tung, obwohl die Schlußstreckung in der Querrichtung erfolgte.

Tabelle 3

Beispiel 3

Als Polyester (A) wurde das Polyäthylenterephthalat aus Beispiel 3 verwendet. Als Mischpolyester (B) wurde Poly­ äthylenterephthalat verwendet aus 20 Gewichtsprozent Diäthylenglykol, bezogen auf das Gesamtgewicht des Poly­ esters, mit einem RSV-Wert (Intrinsic Viscosity) von 0,62 in Orthochlorphenol bei 25°C, einer Schmelzwärme von 5 kal/g und einem Schmelzpunkt von 170°C.

Durch Wiederholung des Verfahrens aus Beispiel 1 wurden 93 Gewichtsprozent des Polyesters (A) und 7 Gewichts­ prozent des Mischpolyesters (B) gemischt und zu einer Folie extrudiert, die etwa 250 µm dick war. Anschließend wurde die Folie biaxial gestreckt und wärmefixiert. Die so erhaltene biaxial orientierte Polyesterfolie besaß eine Dicke von 20µm. Der Youngsche Modul der Längs- und Querrichtung der Folie betrug jeweils 690 und 670 kp/mm², und ihre Transparenz, Schlupf und Druckfarbenhaftung waren gut.

Claims (3)

1. Biaxial orientierte Polyesterfolie, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie aus einer Mischung aus 99 bis 85 Ge­ wichtsprozent eines Polyesters (A) mit einer Schmelzwärme über 7 kal/g und 1 bis 15 Gewichtsprozent eines Mischpoly­ esters (B) mit einer Schmelzwärme unter 6 kal/g, ausgenom­ men Mischpolyester, die Polyethersegmente einkondensiert ent­ halten, sowie gegebenenfalls übliche Zusätze hergestellt worden ist.

2. Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem Polyester (A) mit einer Schmelzwärme über 9 kal/g hergestellt worden ist.

3. Folie nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem Mischpolyester (B) mit einer Schmelzwärme unter 5 kal/g hergestellt worden ist.